L'impact du rayonnement solaire sur l'homme. Structure et rayonnement électromagnétique du soleil

CONFÉRENCE 2.

RADIATION SOLAIRE.

Plan:

1. La valeur du rayonnement solaire pour la vie sur Terre.

2. Types de rayonnement solaire.

3. Composition spectrale du rayonnement solaire.

4. Absorption et dispersion du rayonnement.

5.PAR (rayonnement photosynthétiquement actif).

6. Bilan radiatif.

1. La principale source d'énergie sur Terre pour tous les êtres vivants (plantes, animaux et humains) est l'énergie du soleil.

Le soleil est une boule de gaz d'un rayon de 695300 km. Le rayon du Soleil est 109 fois plus grand que le rayon de la Terre (6378,2 km équatorial, 6356,8 km polaire). Le soleil est composé principalement d'hydrogène (64%) et d'hélium (32%). Le reste ne représente que 4% de sa masse.

L'énergie solaire est la principale condition d'existence de la biosphère et l'un des principaux facteurs de formation du climat. En raison de l'énergie du Soleil, les masses d'air dans l'atmosphère se déplacent constamment, ce qui assure la constance de la composition gazeuse de l'atmosphère. Sous l'action du rayonnement solaire, une énorme quantité d'eau s'évapore de la surface des réservoirs, du sol, des plantes. La vapeur d'eau transportée par le vent des océans et des mers vers les continents est la principale source de précipitations terrestres.

L'énergie solaire est une condition indispensable à l'existence des plantes vertes, qui convertissent l'énergie solaire en substances organiques à haute énergie lors de la photosynthèse.

La croissance et le développement des plantes est un processus d'assimilation et de transformation énergie solaire Par conséquent, la production agricole n'est possible que si l'énergie solaire atteint la surface de la Terre. Le scientifique russe a écrit: "Donnez au meilleur cuisinier autant d'air frais, de soleil, toute une rivière d'eau propre que vous le souhaitez, demandez-lui de préparer du sucre, de l'amidon, des graisses et des céréales à partir de tout cela, et il pensera que vous riez à lui. Mais ce qui semble absolument fantastique à une personne s'accomplit sans entrave dans les feuilles vertes des plantes sous l'influence de l'énergie du Soleil. On estime que 1 m². un mètre de feuilles par heure produit un gramme de sucre. En raison du fait que la Terre est entourée d'une enveloppe continue de l'atmosphère, les rayons du soleil, avant d'atteindre la surface de la Terre, traversent toute l'épaisseur de l'atmosphère, qui les reflète en partie, les diffuse en partie, c'est-à-dire modifie la quantité et la qualité de la lumière du soleil entrant dans la surface de la terre. Les organismes vivants sont sensibles aux changements d'intensité de l'illumination créée par le rayonnement solaire. En raison de la réponse différente à l'intensité lumineuse, toutes les formes de végétation sont divisées en aimant la lumière et tolérante à l'ombre. Un éclairage insuffisant dans les cultures provoque, par exemple, une faible différenciation des tissus pailleux des cultures céréalières. En conséquence, la résistance et l'élasticité des tissus diminuent, ce qui conduit souvent à la verse des cultures. Dans les cultures de maïs épaissies, en raison d'un faible éclairage par le rayonnement solaire, la formation d'épis sur les plantes est affaiblie.

Radiation solaire affecte composition chimique production agricole. Par exemple, la teneur en sucre des betteraves et des fruits, la teneur en protéines du grain de blé dépendent directement du nombre de jours ensoleillés. La quantité d'huile dans les graines de tournesol, de lin augmente également avec l'augmentation de l'arrivée du rayonnement solaire.

L'éclairage des parties aériennes des plantes affecte de manière significative l'absorption des nutriments par les racines. Sous un faible éclairage, le transfert des assimilats vers les racines ralentit et, par conséquent, les processus de biosynthèse se produisant dans les cellules végétales sont inhibés.

L'éclairage affecte également l'émergence, la propagation et le développement des maladies des plantes. La période d'infection se compose de deux phases, différant l'une de l'autre en réponse au facteur lumineux. Le premier d'entre eux - la germination réelle des spores et la pénétration du principe infectieux dans les tissus de la culture affectée - ne dépend dans la plupart des cas pas de la présence et de l'intensité de la lumière. Le second - après la germination des spores - est le plus actif dans des conditions de forte luminosité.

L'effet positif de la lumière affecte également le taux de développement de l'agent pathogène dans la plante hôte. Ceci est particulièrement évident dans les champignons de la rouille. Plus il y a de lumière, plus la période d'incubation de la rouille de la lignée du blé, de la rouille jaune de l'orge, de la rouille du lin et du haricot, etc. est courte. Et cela augmente le nombre de générations du champignon et augmente l'intensité de l'infection. La fertilité augmente chez cet agent pathogène dans des conditions de lumière intense.

Certaines maladies se développent plus activement dans des conditions de faible luminosité, ce qui provoque un affaiblissement des plantes et une diminution de leur résistance aux maladies (agents responsables de divers types de pourriture, en particulier des cultures maraîchères).

Durée de l'éclairage et des plantes. Le rythme du rayonnement solaire (l'alternance des parties claires et sombres de la journée) est le facteur environnemental le plus stable et le plus récurrent d'année en année. À la suite de nombreuses années de recherche, les physiologistes ont établi la dépendance de la transition des plantes au développement génératif sur un certain rapport de la durée du jour et de la nuit. À cet égard, les cultures selon la réaction photopériodique peuvent être classées en groupes : journée courte dont le développement est retardé à une longueur de jour de plus de 10 heures. Une journée courte favorise la formation de fleurs, tandis qu'une longue journée l'empêche. Ces cultures comprennent le soja, le riz, le millet, le sorgho, le maïs, etc. ;

longue journée jusqu'à 12-13 heures, nécessitant un éclairage à long terme pour leur développement. Leur développement s'accélère lorsque la durée du jour est d'environ 20 heures.Ces cultures comprennent le seigle, l'avoine, le blé, le lin, les pois, les épinards, le trèfle, etc.;

neutre par rapport à la durée du jour, dont le développement ne dépend pas de la durée de la journée, par exemple, tomate, sarrasin, légumineuses, rhubarbe.

Il a été établi que la prédominance d'une certaine composition spectrale dans le flux rayonnant est nécessaire au début de la floraison des plantes. Les plantes de jours courts se développent plus rapidement lorsque le rayonnement maximal tombe sur les rayons bleu-violet, et les plantes de jours longs - sur le rouge. La durée de la partie claire de la journée (durée astronomique du jour) dépend de la période de l'année et de la latitude géographique. A l'équateur, la durée du jour tout au long de l'année est de 12 heures ± 30 minutes. En se déplaçant de l'équateur aux pôles après Equinoxe de Printemps(21.03) la longueur du jour augmente vers le nord et diminue vers le sud. Après l'équinoxe d'automne (23.09), la distribution de la durée du jour est inversée. Dans l'hémisphère nord, le 22 juin est le jour le plus long, dont la durée est de 24 heures au nord du cercle polaire arctique. Le jour le plus court dans l'hémisphère nord est le 22 décembre, et au-delà du cercle polaire arctique pendant les mois d'hiver, le soleil ne s'élever au-dessus de l'horizon. Aux latitudes moyennes, par exemple à Moscou, la durée du jour au cours de l'année varie de 7 à 17,5 heures.

2. Types de rayonnement solaire.

Le rayonnement solaire est composé de trois composantes : le rayonnement solaire direct, diffusé et total.

RAYONNEMENT SOLAIRE DIRECTS- rayonnement provenant du soleil dans l'atmosphère puis à la surface de la terre sous la forme d'un faisceau de rayons parallèles. Son intensité se mesure en calories par cm2 par minute. Elle dépend de la hauteur du soleil et de l'état de l'atmosphère (nébulosité, poussière, vapeur d'eau). La quantité annuelle de rayonnement solaire direct sur la surface horizontale du territoire du territoire de Stavropol est de 65 à 76 kcal/cm2/min. Au niveau de la mer, avec une position élevée du Soleil (été, midi) et une bonne transparence, le rayonnement solaire direct est de 1,5 kcal/cm2/min. C'est la partie à courte longueur d'onde du spectre. Lorsque le flux de rayonnement solaire direct traverse l'atmosphère, il s'affaiblit en raison de l'absorption (environ 15 %) et de la diffusion (environ 25 %) de l'énergie par les gaz, les aérosols, les nuages.

Le flux de rayonnement solaire direct tombant sur une surface horizontale est appelé insolation. S= S péché hoest la composante verticale du rayonnement solaire direct.

S – quantité de chaleur reçue par une surface perpendiculaire au faisceau ,

ho – la hauteur du Soleil, c'est-à-dire l'angle formé par un rayon de soleil avec une surface horizontale .

Aux limites de l'atmosphère, l'intensité du rayonnement solaire estDonc= 1,98 kcal/cm2/min. - selon l'accord international de 1958. C'est ce qu'on appelle la constante solaire. Ce serait à la surface si l'atmosphère était absolument transparente.

Riz. 2.1. La trajectoire du rayon solaire dans l'atmosphère à différentes hauteurs du soleil

RAYONNEMENT DIFFUSÉD – une partie du rayonnement solaire résultant de la diffusion par l'atmosphère retourne dans l'espace, mais une partie importante de celui-ci pénètre dans la Terre sous forme de rayonnement diffusé. Rayonnement diffusé maximum + 1 kcal/cm2/min. Il est noté dans un ciel clair, s'il y a de hauts nuages ​​dessus. Sous un ciel nuageux, le spectre du rayonnement diffusé est similaire à celui du soleil. C'est la partie à courte longueur d'onde du spectre. Longueur d'onde 0,17-4 microns.

RAYONNEMENT TOTALQ- consiste en un rayonnement diffus et direct sur une surface horizontale. Q= S+ D.

Le rapport entre rayonnement direct et rayonnement diffus dans la composition du rayonnement total dépend de la hauteur du Soleil, de la nébulosité et de la pollution de l'atmosphère, et de la hauteur de la surface au-dessus du niveau de la mer. Avec une augmentation de la hauteur du Soleil, la fraction de rayonnement diffusé dans un ciel sans nuages ​​diminue. Plus l'atmosphère est transparente et plus le Soleil est haut, plus la proportion de rayonnement diffusé est faible. Avec des nuages ​​denses continus, le rayonnement total est entièrement constitué de rayonnement diffusé. En hiver, du fait de la réflexion du rayonnement par la couverture neigeuse et de sa diffusion secondaire dans l'atmosphère, la proportion de rayonnement diffusé dans la composition du total augmente sensiblement.

La lumière et la chaleur reçues par les plantes du Soleil sont le résultat de l'action du rayonnement solaire total. Par conséquent, les données sur les quantités de rayonnement reçues par la surface par jour, mois, saison de croissance, année.

rayonnement solaire réfléchi. Albédo. Le rayonnement total qui a atteint la surface de la Terre, partiellement réfléchi par celle-ci, crée un rayonnement solaire réfléchi (RK), dirigé de la surface de la Terre vers l'atmosphère. La valeur du rayonnement réfléchi dépend en grande partie des propriétés et de l'état de la surface réfléchissante : couleur, rugosité, humidité, etc. La réflectivité de toute surface peut être caractérisée par son albédo (Ak), qui est compris comme le rapport du rayonnement solaire réfléchi au total. L'albédo est généralement exprimé en pourcentage :

Les observations montrent que l'albédo des différentes surfaces varie dans des limites relativement étroites (10...30%), à l'exception de la neige et de l'eau.

L'albédo dépend de l'humidité du sol, avec l'augmentation de laquelle il diminue, ce qui a importance en train de changer le régime thermique des champs irrigués. En raison de la diminution de l'albédo, lorsque le sol est humidifié, le rayonnement absorbé augmente. Albédo diverses surfaces a un cours quotidien et annuel bien prononcé, en raison de la dépendance de l'albédo à la hauteur du Soleil. Valeur la plus basse l'albédo est observé vers midi et pendant l'année - en été.

Le propre rayonnement de la Terre et le contre-rayonnement de l'atmosphère. Rayonnement efficace. La surface de la terre en tant que corps physique avec une température supérieure zéro absolu(-273 ° C), est une source de rayonnement, appelée rayonnement propre de la Terre (E3). Il est dirigé dans l'atmosphère et est presque entièrement absorbé par la vapeur d'eau, les gouttelettes d'eau et le dioxyde de carbone contenus dans l'air. Le rayonnement de la Terre dépend de la température de sa surface.

L'atmosphère, absorbant une petite quantité de rayonnement solaire et presque toute l'énergie émise par la surface de la terre, se réchauffe et, à son tour, rayonne également de l'énergie. Environ 30% du rayonnement atmosphérique va dans l'espace extra-atmosphérique et environ 70% vient à la surface de la Terre et s'appelle le rayonnement contre-atmosphérique (Ea).

La quantité d'énergie émise par l'atmosphère est directement proportionnelle à sa température, sa teneur en dioxyde de carbone, son ozone et sa couverture nuageuse.

La surface de la Terre absorbe presque entièrement ce contre-rayonnement (de 90...99%). Ainsi, c'est une source importante de chaleur pour la surface de la terre en plus du rayonnement solaire absorbé. Cette influence de l'atmosphère sur le régime thermique de la Terre est appelée effet de serre ou effet de serre en raison de l'analogie externe avec l'action des verres dans les serres et les serres. Le verre transmet bien les rayons du soleil, qui chauffent le sol et les plantes, mais retarde le rayonnement thermique du sol et des plantes chauffés.

La différence entre le rayonnement propre de la surface de la Terre et le contre-rayonnement de l'atmosphère s'appelle le rayonnement effectif : Eef.

Eef= E3-Ea

Les nuits claires et légèrement nuageuses, le rayonnement effectif est beaucoup plus important que les nuits nuageuses; par conséquent, le refroidissement nocturne de la surface de la terre est également plus important. Pendant la journée, il est bloqué par le rayonnement total absorbé, ce qui entraîne une augmentation de la température de surface. Dans le même temps, le rayonnement effectif augmente également. La surface de la Terre aux latitudes moyennes perd 70...140 W/m2 en raison du rayonnement effectif, soit environ la moitié de la quantité de chaleur qu'elle reçoit de l'absorption du rayonnement solaire.

3. Composition spectrale du rayonnement.

Le soleil, en tant que source de rayonnement, a une variété d'ondes émises. Les flux d'énergie rayonnante le long de la longueur d'onde sont conditionnellement divisés en ondes courtes (X < 4 мкм) и длинноволновую (А. >4 µm) rayonnement. Le spectre du rayonnement solaire à la limite de l'atmosphère terrestre se situe pratiquement entre les longueurs d'onde de 0,17 et 4 microns, et le rayonnement terrestre et atmosphérique - de 4 à 120 microns. Par conséquent, les flux de rayonnement solaire (S, D, RK) se réfèrent au rayonnement à ondes courtes, et le rayonnement de la Terre (£3) et de l'atmosphère (Ea) - au rayonnement à ondes longues.

Le spectre du rayonnement solaire peut être divisé en trois parties qualitativement différentes : l'ultraviolet (Y< 0,40 мкм), ви­димую (0,40 мкм < Y < 0,75 µm) et infrarouge (0,76 µm < Oui < 4 µm). Avant la partie ultraviolette du spectre du rayonnement solaire se trouve le rayonnement X, et au-delà de l'infrarouge - l'émission radio du Soleil. A la limite supérieure de l'atmosphère, la partie ultraviolette du spectre représente environ 7 % de l'énergie du rayonnement solaire, 46 % pour le visible et 47 % pour l'infrarouge.

Le rayonnement émis par la terre et l'atmosphère est appelé rayonnement infrarouge lointain.

Action biologique différents types le rayonnement sur les plantes est différent. rayonnement ultraviolet ralentit les processus de croissance, mais accélère le passage des étapes de formation des organes reproducteurs chez les plantes.

La valeur du rayonnement infrarouge, qui est activement absorbé par l'eau dans les feuilles et les tiges des plantes, est son effet thermique, qui affecte de manière significative la croissance et le développement des plantes.

rayonnement infrarouge lointain ne produit qu'un effet thermique sur les plantes. Son influence sur la croissance et le développement des plantes est insignifiante.

Partie visible du spectre solaire, premièrement, crée l'illumination. Deuxièmement, le rayonnement dit physiologique (A, = 0,35 ... 0,75 μm), qui est absorbé par les pigments des feuilles, coïncide presque avec la région du rayonnement visible (capturant partiellement la région du rayonnement ultraviolet). Son énergie a une importance régulatrice et énergétique importante dans la vie des plantes. Dans cette partie du spectre, une région de rayonnement photosynthétiquement actif est distinguée.

4. Absorption et diffusion du rayonnement dans l'atmosphère.

En traversant l'atmosphère terrestre, le rayonnement solaire est atténué en raison de l'absorption et de la diffusion par les gaz atmosphériques et les aérosols. Dans le même temps, sa composition spectrale change également. A différentes hauteurs du soleil et différentes hauteurs du point d'observation au-dessus de la surface de la terre, la longueur du trajet parcouru par le rayon solaire dans l'atmosphère n'est pas la même. Avec une diminution de l'altitude, la partie ultraviolette du rayonnement diminue particulièrement fortement, la partie visible diminue un peu moins et seulement légèrement la partie infrarouge.

La diffusion du rayonnement dans l'atmosphère se produit principalement à la suite de fluctuations continues (fluctuations) de la densité de l'air en tout point de l'atmosphère, causées par la formation et la destruction de certains "amas" (agrégats) de molécules de gaz atmosphériques. Les particules d'aérosol diffusent également le rayonnement solaire. L'intensité de diffusion est caractérisée par le coefficient de diffusion.

K = ajouter une formule.

L'intensité de la diffusion dépend du nombre de particules diffusantes par unité de volume, de leur taille et de leur nature, ainsi que des longueurs d'onde du rayonnement diffusé lui-même.

Plus la diffusion des rayons est forte, plus la longueur d'onde est courte. Par exemple, les rayons violets diffusent 14 fois plus que les rouges, ce qui explique la couleur bleue du ciel. Comme indiqué ci-dessus (voir section 2.2), le rayonnement solaire direct traversant l'atmosphère est partiellement dissipé. En air propre et sec, l'intensité du coefficient de diffusion moléculaire obéit à la loi de Rayleigh :

k= s/Oui4 ,

où C est un coefficient dépendant du nombre de molécules de gaz par unité de volume ; X est la longueur de l'onde diffusée.

Étant donné que les longueurs d'onde lointaines de la lumière rouge sont presque deux fois les longueurs d'onde de la lumière violette, les premières sont diffusées par les molécules d'air 14 fois moins que les secondes. Étant donné que l'énergie initiale (avant diffusion) des rayons violets est inférieure à celle du bleu et du bleu, l'énergie maximale dans lumière diffusée(rayonnement solaire diffusé) se transforme en rayons bleu-bleu, qui déterminent la couleur bleue du ciel. Ainsi, le rayonnement diffus est plus riche en rayons photosynthétiquement actifs que le rayonnement direct.

Dans l'air contenant des impuretés (petites gouttelettes d'eau, cristaux de glace, particules de poussière, etc.), la diffusion est la même pour toutes les zones de rayonnement visible. Par conséquent, le ciel acquiert une teinte blanchâtre (la brume apparaît). Les éléments nuageux (grosses gouttelettes et cristaux) ne diffusent pas du tout les rayons du soleil, mais les réfléchissent de manière diffuse. En conséquence, les nuages ​​éclairés par le Soleil ont couleur blanche.

5. PAR (rayonnement photosynthétiquement actif)

Rayonnement photosynthétiquement actif. Dans le processus de photosynthèse, ce n'est pas tout le spectre du rayonnement solaire qui est utilisé, mais seulement son

partie dans la gamme de longueurs d'onde de 0,38 ... 0,71 microns, - rayonnement photosynthétiquement actif (PAR).

On sait que le rayonnement visible, perçu par l'œil humain comme blanc, est constitué de rayons colorés : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet.

L'assimilation de l'énergie du rayonnement solaire par les feuilles des plantes est sélective (sélective). Les feuilles les plus intenses absorbent les rayons bleu-violet (X = 0,48 ... 0,40 microns) et rouge orangé (X = 0,68 microns), moins jaune-vert (A. = 0,58 ... 0,50 microns) et rouge lointain (A .\u003e 0,69 microns) rayons.

A la surface de la Terre, le maximum d'énergie dans le spectre du rayonnement solaire direct, lorsque le Soleil est haut, tombe sur la région des rayons jaune-vert (le disque du Soleil est jaune). Quand le soleil est près de l'horizon, énergie maximale ont des rayons rouges lointains (le disque solaire est rouge). Par conséquent, l'énergie de la lumière directe du soleil est peu impliquée dans le processus de photosynthèse.

Étant donné que le PAR est l'un des facteurs les plus importants de la productivité des plantes agricoles, les informations sur la quantité de PAR entrant, en tenant compte de sa répartition sur le territoire et dans le temps, sont d'une grande importance pratique.

L'intensité PAR peut être mesurée, mais cela nécessite des filtres de lumière spéciaux qui ne transmettent que des ondes dans la plage de 0,38 à 0,71 microns. Il existe de tels appareils, mais ils ne sont pas utilisés sur le réseau des stations actinométriques, mais ils mesurent l'intensité du spectre intégral du rayonnement solaire. La valeur PAR peut être calculée à partir des données sur l'arrivée du rayonnement direct, diffus ou total en utilisant les coefficients proposés par H. G. Tooming et :

Qfar = 0,43 S"+0,57 D );

des cartes de répartition des quantités mensuelles et annuelles de Far sur le territoire de la Russie ont été établies.

Pour caractériser le degré d'utilisation du PAR par les cultures, on utilise le coefficient utilisation bénéfique PAR:

KPIfar = (sommeQ/ phares/sommeQ/ phares) 100%,

Où sommeQ/ phares- la quantité de PAR dépensée pour la photosynthèse pendant la saison de croissance des plantes ; sommeQ/ phares- le montant du PAR reçu pour les cultures durant cette période ;

Les cultures en fonction de leurs valeurs moyennes de CPIF sont divisées en groupes (selon): généralement observé - 0,5 ... 1,5%; bon-1,5...3,0 ; enregistrement - 3,5...5,0 ; théoriquement possible - 6,0 ... 8,0%.

6. BILAN RAYONNEMENTAIRE DE LA SURFACE TERRESTRE

La différence entre les flux entrants et sortants d'énergie rayonnante est appelée bilan radiatif de la surface terrestre (B).

La partie entrante du bilan radiatif de la surface de la Terre pendant la journée se compose de rayonnement solaire direct et diffus, ainsi que de rayonnement atmosphérique. La partie dépense du bilan est le rayonnement de la surface terrestre et le rayonnement solaire réfléchi :

B= S / + D+ Ea-E3-Rk

L'équation peut aussi s'écrire sous une autre forme : B = Q- RK -Eef.

Pour la nuit, l'équation du bilan radiatif a la forme suivante :

B \u003d Ea - E3, ou B \u003d -Eef.

Si l'entrée de rayonnement est supérieure à la sortie, alors le bilan radiatif est positif et la surface active* s'échauffe. Avec un solde négatif, il se refroidit. En été, le bilan radiatif est positif le jour et négatif la nuit. Le passage à zéro a lieu le matin environ 1 heure après le lever du soleil et le soir 1 à 2 heures avant le coucher du soleil.

Le bilan radiatif annuel dans les zones où une couverture neigeuse stable est établie pendant la saison froide a valeurs négatives, au chaud - positif.

Le bilan radiatif de la surface de la Terre affecte de manière significative la répartition de la température dans le sol et la couche superficielle de l'atmosphère, ainsi que les processus d'évaporation et de fonte des neiges, la formation de brouillard et de givre, les modifications des propriétés des masses d'air (leur transformation).

La connaissance du régime de rayonnement des terres agricoles permet de calculer la quantité de rayonnement absorbée par les cultures et le sol en fonction de la hauteur du soleil, de la structure des cultures et de la phase de développement des plantes. Des données sur le régime sont également nécessaires pour évaluer diverses méthodes de régulation de la température et de l'humidité du sol, de l'évaporation, dont dépendent la croissance et le développement des plantes, la formation des cultures, leur quantité et leur qualité.

Les méthodes agronomiques efficaces pour influencer le rayonnement et, par conséquent, le régime thermique de la surface active sont le paillage (recouvrir le sol d'une fine couche de copeaux de tourbe, de fumier pourri, de sciure de bois, etc.), la couverture du sol Emballage plastique, arrosage. Tout cela modifie la capacité de réflexion et d'absorption de la surface active.

* Surface active - la surface du sol, de l'eau ou de la végétation, qui absorbe directement le rayonnement solaire et atmosphérique et émet un rayonnement dans l'atmosphère, régulant ainsi le régime thermique des couches d'air adjacentes et des couches sous-jacentes de sol, d'eau, de végétation.

Le disque solaire aveuglant à tout moment a excité l'esprit des gens, a servi de sujet fertile pour les légendes et les mythes. Depuis l'Antiquité, les gens ont deviné son impact sur la Terre. À quel point nos lointains ancêtres étaient proches de la vérité. C'est à l'énergie rayonnante du Soleil que l'on doit l'existence de la vie sur Terre.

Quel est le rayonnement radioactif de notre luminaire et comment affecte-t-il les processus terrestres ?

Qu'est-ce que le rayonnement solaire

Le rayonnement solaire est une combinaison de matière solaire et d'énergie entrant dans la Terre. L'énergie est distribuée sous la forme ondes électromagnétiquesà une vitesse de 300 000 kilomètres par seconde, traverse l'atmosphère et atteint la Terre en 8 minutes. La gamme d'ondes participant à ce "marathon" est très large - des ondes radio aux radiographies y compris la partie visible du spectre. La surface de la terre est sous l'influence à la fois directe et diffusée par l'atmosphère terrestre, les rayons du soleil. C'est la diffusion des rayons bleu-bleu dans l'atmosphère qui explique le bleu du ciel par temps clair. La couleur jaune-orange du disque solaire est due au fait que les ondes qui lui correspondent passent presque sans se disperser.

Avec un retard de 2 à 3 jours, le «vent solaire» atteint la terre, qui est une continuation de la couronne solaire et se compose des noyaux d'atomes d'éléments légers (hydrogène et hélium), ainsi que d'électrons. Il est tout à fait naturel que le rayonnement solaire ait une forte influence sur le corps humain.

L'effet du rayonnement solaire sur le corps humain

Le spectre électromagnétique du rayonnement solaire se compose de parties infrarouge, visible et ultraviolette. Étant donné que leurs quanta ont des énergies différentes, ils ont une variété d'effets sur une personne.

éclairage intérieur

L'importance hygiénique du rayonnement solaire est également extrêmement élevée. Parce que le lumière visible est un facteur décisif pour obtenir des informations sur le monde extérieur, il est nécessaire de fournir un niveau d'éclairement suffisant dans la pièce. Sa réglementation est effectuée conformément au SNiP, qui pour le rayonnement solaire est compilé en tenant compte des caractéristiques lumineuses et climatiques de différentes zones géographiques et est pris en compte dans la conception et la construction de diverses installations.

Même une analyse superficielle du spectre électromagnétique du rayonnement solaire prouve à quel point l'influence de ce type de rayonnement sur le corps humain est grande.

Répartition du rayonnement solaire sur le territoire de la Terre

Tous les rayonnements provenant du Soleil n'atteignent pas la surface de la Terre. Et il y a plusieurs raisons à cela. La terre repousse fermement l'attaque de ces rayons nuisibles à sa biosphère. Cette fonction est assurée par le bouclier d'ozone de notre planète, empêchant le passage de la partie la plus agressive du rayonnement ultraviolet. Filtre atmosphérique sous forme de vapeur d'eau, de dioxyde de carbone, de particules de poussière en suspension dans l'air - reflète, diffuse et absorbe en grande partie le rayonnement solaire.

La partie qui a surmonté tous ces obstacles tombe à la surface de la terre sous des angles différents, en fonction de la latitude de la zone. La chaleur solaire vitale est inégalement répartie sur le territoire de notre planète. Au fur et à mesure que la hauteur du soleil change au cours de l'année, la masse d'air au-dessus de l'horizon change, à travers laquelle passe les rayons du soleil. Tout cela affecte la distribution de l'intensité du rayonnement solaire sur la planète. La tendance générale est la suivante - ce paramètre augmente du pôle à l'équateur, car plus l'angle d'incidence des rayons est grand, plus la plus de chaleur par unité de surface.

Les cartes de rayonnement solaire vous permettent d'avoir une image de la répartition de l'intensité du rayonnement solaire sur le territoire de la Terre.

L'influence du rayonnement solaire sur le climat de la Terre

La composante infrarouge du rayonnement solaire a une influence décisive sur le climat de la Terre.

Il est clair que cela ne se produit qu'à un moment où le Soleil est au-dessus de l'horizon. Cette influence dépend de la distance de notre planète au Soleil, qui change au cours de l'année. L'orbite de la Terre est une ellipse à l'intérieur de laquelle se trouve le Soleil. Faisant son voyage annuel autour du Soleil, la Terre s'éloigne de son astre, puis s'en rapproche.

En plus de modifier la distance, la quantité de rayonnement pénétrant dans la terre est déterminée par l'inclinaison de l'axe terrestre par rapport au plan de l'orbite (66,5 °) et le changement de saisons qui en résulte. C'est plus en été qu'en hiver. A l'équateur, ce facteur est absent, mais à mesure que la latitude du site d'observation augmente, l'écart entre l'été et l'hiver devient important.

Toutes sortes de cataclysmes ont lieu dans les processus qui se déroulent sur le Soleil. Leur impact est en partie compensé par de grandes distances, propriétés protectrices l'atmosphère terrestre et le champ magnétique terrestre.

Comment se protéger du rayonnement solaire

La composante infrarouge du rayonnement solaire est la chaleur convoitée que les habitants des latitudes moyennes et septentrionales attendent avec impatience toutes les autres saisons de l'année. Le rayonnement solaire en tant que facteur de guérison est utilisé à la fois par les personnes en bonne santé et les malades.

Cependant, il ne faut pas oublier que la chaleur, comme les ultraviolets, est un irritant très puissant. L'abus de leur action peut entraîner des brûlures, une surchauffe générale du corps et même une exacerbation de maladies chroniques. En prenant des bains de soleil, vous devez suivre les règles éprouvées par la vie. Des précautions particulières doivent être prises lors d'un bain de soleil sur jours ensoleillés. Les nourrissons et les personnes âgées, les patients atteints de tuberculose chronique et de problèmes du système cardiovasculaire doivent se contenter d'un rayonnement solaire diffus à l'ombre. Cet ultraviolet est tout à fait suffisant pour répondre aux besoins du corps.

Même les jeunes qui n'ont pas de problèmes de santé particuliers doivent être protégés du rayonnement solaire.

Il existe maintenant un mouvement dont les militants s'opposent au bronzage. Et pas en vain. La peau bronzée est indéniablement belle. Mais la mélanine produite par le corps (ce que nous appelons les coups de soleil) est sa réaction protectrice aux effets du rayonnement solaire. Aucun effet coup de soleil ! Il existe même des preuves que les coups de soleil raccourcissent la vie, car le rayonnement a une propriété cumulative - il s'accumule tout au long de la vie.

Si la situation est si grave, vous devez suivre scrupuleusement les règles prescrivant comment vous protéger du rayonnement solaire :

• limitez strictement le temps de bronzage et ne le faites que pendant les heures de sécurité;
• lorsque vous êtes au soleil actif, vous devez porter un chapeau à larges bords, des vêtements fermés, des lunettes de soleil et un parapluie;
• Utilisez uniquement un écran solaire de haute qualité.

Le rayonnement solaire est-il dangereux pour l'homme à tout moment de l'année ? La quantité de rayonnement solaire atteignant la terre est associée au changement de saisons. Aux latitudes moyennes en été, c'est 25% de plus qu'en hiver. A l'équateur, cette différence n'existe pas, mais à mesure que la latitude du lieu d'observation augmente, cette différence augmente. Cela est dû au fait que notre planète est inclinée à un angle de 23,3 degrés par rapport au soleil. En hiver, il est bas au-dessus de l'horizon et n'éclaire la terre que de rayons glissants, qui réchauffent moins la surface éclairée. Cette position des rayons provoque leur répartition sur une plus grande surface, ce qui réduit leur intensité par rapport à la chute estivale. De plus, la présence d'un angle aigu lors du passage des rayons dans l'atmosphère, "allonge" leur trajet, les obligeant à perdre plus de chaleur. Cette circonstance réduit l'impact du rayonnement solaire en hiver.

Le soleil est une étoile source de chaleur et de lumière pour notre planète. Il "gouverne" le climat, le changement des saisons et l'état de toute la biosphère de la Terre. Et seule la connaissance des lois de cette puissante influence permettra d'utiliser ce don vital au profit de la santé des gens.

rayonnement à ondes courtes du soleil

UV et rayonnement X proviennent principalement des couches supérieures de la chromosphère et de la couronne. Cela a été établi en lançant des fusées avec des instruments pendant les éclipses solaires. Très chaud atmosphère solaireémet toujours un rayonnement invisible à ondes courtes, mais il est particulièrement puissant pendant les années d'activité solaire maximale. À ce moment, le rayonnement ultraviolet augmente d'environ un facteur de deux et le rayonnement X de dizaines et de centaines de fois par rapport au rayonnement des années minimales. L'intensité du rayonnement à ondes courtes varie d'un jour à l'autre, augmentant fortement lorsque des éruptions se produisent.

Les rayonnements ultraviolets et X ionisent partiellement les couches de l'atmosphère terrestre, formant l'ionosphère à des altitudes de 200 à 500 km de la surface de la Terre. L'ionosphère joue rôle important dans la mise en œuvre des radiocommunications longue portée : les ondes radio provenant d'un émetteur radio, avant d'atteindre l'antenne réceptrice, sont réfléchies à plusieurs reprises par l'ionosphère et la surface de la Terre. L'état de l'ionosphère varie en fonction des conditions de son éclairement par le Soleil et des phénomènes qui s'y produisent. Par conséquent, pour assurer une communication radio stable, il est nécessaire de prendre en compte l'heure de la journée, la saison et l'état de l'activité solaire. Après les éruptions solaires les plus puissantes, le nombre d'atomes ionisés dans l'ionosphère augmente et les ondes radio sont partiellement ou totalement absorbées par celle-ci. Cela conduit à une détérioration et même à un arrêt temporaire des communications radio.

Les scientifiques accordent une attention particulière à l'étude de la couche d'ozone dans l'atmosphère terrestre. L'ozone se forme à la suite de réactions photochimiques (absorption de la lumière par les molécules d'oxygène) dans la stratosphère, et sa masse s'y concentre. Au total, il y a environ 3 10 9 tonnes d'ozone dans l'atmosphère terrestre. C'est très peu : l'épaisseur de la couche d'ozone pur près de la surface de la Terre ne dépasserait pas 3 mm ! Mais le rôle de la couche d'ozone, qui s'étend à plusieurs dizaines de kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, est exceptionnellement important, car elle protège tous les êtres vivants des effets des dangereux rayonnements à ondes courtes (et, surtout, ultraviolets). du soleil. La teneur en ozone n'est pas constante à différentes latitudes et à différentes périodes de l'année. Il peut diminuer (parfois de manière très significative) à la suite de divers processus. Cela peut être facilité, par exemple, par les émissions de grandes quantités de substances contenant du chlore appauvrissant la couche d'ozone d'origine industrielle ou les émissions d'aérosols dans l'atmosphère, ainsi que les émissions accompagnant les éruptions volcaniques. Des zones de forte diminution du niveau d'ozone («trous d'ozone») ont été trouvées dans différentes régions de notre planète, non seulement au-dessus de l'Antarctique et d'un certain nombre d'autres territoires de l'hémisphère sud de la Terre, mais également au-dessus de l'hémisphère nord. En 1992, des rapports alarmants ont commencé à apparaître sur l'appauvrissement temporaire de la couche d'ozone au-dessus de la Russie d'Europe du Nord et une diminution de l'ozone au-dessus de Moscou et de Saint-Pétersbourg. Les scientifiques, conscients de la nature globale du problème, organisent des recherches environnementales à l'échelle mondiale, comprenant principalement un système mondial de surveillance continue de l'état de la couche d'ozone. Des accords internationaux ont été élaborés et signés pour protéger la couche d'ozone et limiter la production de substances appauvrissant la couche d'ozone.

Émission radio solaire

Une étude systématique de l'émission radio du Soleil n'a commencé qu'après la Seconde Guerre mondiale, lorsqu'il a été découvert que le Soleil est une puissante source d'émission radio. Les ondes radio pénètrent dans l'espace interplanétaire, elles sont émises par la chromosphère (ondes centimétriques) et la couronne (ondes décimétriques et métriques). Cette émission radio atteint la Terre. L'émission radio du Soleil a deux composantes - une constante, presque inchangée en intensité, et une variable (rafales, "tempêtes de bruit").

L'émission radio du Soleil calme s'explique par le fait que le plasma solaire chaud émet toujours des ondes radio accompagnées d'oscillations électromagnétiques d'autres longueurs d'onde (émission radio thermique). Lors de grandes éruptions, l'émission radio du Soleil augmente de milliers voire de millions de fois par rapport à l'émission radio du Soleil calme. Cette émission radio, générée par des processus non stationnaires rapides, a un caractère non thermique.

Rayonnement corpusculaire du Soleil

Un certain nombre de phénomènes géophysiques (orages magnétiques, c'est-à-dire changements à court terme champ magnétique Terre, aurores boréales, etc.) est également associée à activité solaire. Mais ces phénomènes se produisent un jour après les éruptions solaires. Ils ne sont pas causés par un rayonnement électromagnétique atteignant la Terre en 8,3 minutes, mais par des corpuscules (protons et électrons formant un plasma raréfié), qui pénètrent l'espace proche de la Terre avec un retard (de 1 à 2 jours), car ils se déplacent à des vitesses de 400 à 1000 km/c.

Les corpuscules sont émis par le Soleil même lorsqu'il n'y a pas d'éclairs et de taches dessus. La couronne solaire est la source d'un flux constant de plasma (vent solaire) qui se produit dans toutes les directions. Le vent solaire, créé par la couronne en expansion continue, enveloppe les planètes se déplaçant près du Soleil et . Les éruptions sont accompagnées de "rafales" de vent solaire. Des expériences dans des stations interplanétaires et des satellites artificiels de la Terre ont permis de détecter directement le vent solaire dans l'espace interplanétaire. Lors des éruptions et lors d'un écoulement calme du vent solaire, non seulement les corpuscules mais aussi le champ magnétique associé au plasma en mouvement pénètrent dans l'espace interplanétaire.

Le soleil est une source de chaleur et de lumière, donnant force et santé. Cependant, son impact n'est pas toujours positif. Le manque d'énergie ou son excès peut perturber les processus naturels de la vie et provoquer divers problèmes. Beaucoup de gens croient qu'une peau bronzée est beaucoup plus belle que pâle, mais si vous passez beaucoup de temps sous les rayons directs, vous pouvez vous brûler gravement. Le rayonnement solaire est un flux d'énergie entrante se propageant sous forme d'ondes électromagnétiques traversant l'atmosphère. Il est mesuré par la puissance de l'énergie qu'il transfère par unité de surface (watt / m 2). En sachant comment le soleil affecte une personne, vous pouvez prévenir son impact négatif.

Qu'est-ce que le rayonnement solaire

De nombreux livres ont été écrits sur le Soleil et son énergie. Le soleil est la principale source d'énergie pour tous les phénomènes physiques et géographiques sur Terre. Un deux milliardième de la lumière pénètre dans les couches supérieures de l'atmosphère de la planète, tandis que la plus grande partie se dépose dans l'espace mondial.

Les rayons de lumière sont les principales sources d'autres types d'énergie. En pénétrant à la surface de la terre et dans l'eau, ils se transforment en chaleur, affectent les caractéristiques climatiques et les conditions météorologiques.

Le degré d'exposition aux rayons lumineux d'une personne dépend du niveau de rayonnement, ainsi que de la période passée au soleil. Les gens utilisent de nombreux types d'ondes à leur avantage, en utilisant les rayons X, les rayons infrarouges et la lumière ultraviolette. Cependant, les ondes solaires sous leur forme pure en grande quantité peuvent nuire à la santé humaine.

La quantité de rayonnement dépend de :

• position du soleil. La plus grande exposition se produit dans les plaines et les déserts, où le solstice est assez élevé et le temps sans nuages. Les régions polaires reçoivent le moins de lumière, car les nuages ​​absorbent une grande partie de la flux lumineux;
• douce journée. Plus on est proche de l'équateur, plus la journée est longue. C'est là que les gens obtiennent plus de chaleur;
• propriétés atmosphériques : nébulosité et humidité. A l'équateur, augmentation de la nébulosité et de l'humidité, ce qui est un obstacle au passage de la lumière. C'est pourquoi la quantité de flux lumineux y est moindre que dans les zones tropicales.

Distribution

La répartition de la lumière solaire à la surface de la terre est inégale et dépend :

• densité et humidité de l'atmosphère. Plus elles sont grandes, moins elles sont exposées ;
• latitude géographique de la région. La quantité de lumière reçue monte des pôles à l'équateur;
• les mouvements de la terre. La quantité de rayonnement varie selon la période de l'année;
• caractéristiques de la surface terrestre. Une grande quantité de flux lumineux est réfléchie sur des surfaces claires, telles que la neige. Le chernozem reflète le moins l'énergie lumineuse.

En raison de l'étendue de son territoire, le niveau de rayonnement en Russie varie considérablement. L'exposition solaire dans les régions du nord est à peu près la même - 810 kWh / m 2 pendant 365 jours, dans le sud - plus de 4100 kWh / m 2.

La durée des heures pendant lesquelles le soleil brille n'est pas sans importance.. Ces indicateurs sont divers selon les régions, ce qui est influencé non seulement par latitude géographique, mais aussi la présence des montagnes. Sur la carte du rayonnement solaire de la Russie, on voit clairement que dans certaines régions, il est déconseillé d'installer des lignes électriques, car la lumière naturelle est tout à fait capable de répondre aux besoins des habitants en électricité et en chaleur.

Sortes

Les flux lumineux atteignent la Terre de différentes manières. C'est de cela que dépendent les types de rayonnement solaire :

• Les rayons du soleil sont appelés rayonnement direct.. Leur force dépend de la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon. Le niveau maximum est observé à midi, le minimum - le matin et le soir. De plus, l'intensité de l'impact est liée à la période de l'année : la plus élevée se produit en été, la plus faible en hiver. Il est caractéristique qu'en montagne le niveau de rayonnement soit plus élevé que sur des surfaces planes. De plus, l'air sale réduit les flux lumineux directs. Plus le soleil est bas au-dessus de l'horizon, moins il y a d'ultraviolets.
• Le rayonnement réfléchi est un rayonnement réfléchi par l'eau ou la surface de la terre.
• Le rayonnement solaire diffusé se forme lorsque le flux lumineux est diffusé. La couleur bleue du ciel par temps sans nuage en dépend.

Le rayonnement solaire absorbé dépend de la réflectivité de la surface terrestre - l'albédo.

La composition spectrale du rayonnement est diverse :

• les rayons colorés ou visibles éclairent et sont d'une grande importance dans la vie des plantes ;
• les ultraviolets doivent pénétrer modérément dans le corps humain, car leur excès ou leur manque peut être nocif;
• l'irradiation infrarouge donne une sensation de chaleur et affecte la croissance de la végétation.

Le rayonnement solaire total est constitué de rayons directs et diffusés pénétrant la terre.. En l'absence de nébulosité, vers midi, et aussi en été, elle atteint son maximum.

Histoires de nos lecteurs

Vladimir
61 ans

Comment l'impact

Les ondes électromagnétiques sont composées de différentes parties. Il existe des rayons ultraviolets invisibles, infrarouges et visibles. De manière caractéristique, les flux de rayonnement ont une structure énergétique différente et affectent les personnes de différentes manières.

Le flux lumineux peut avoir un effet bénéfique et curatif sur l'état du corps humain. En passant par les organes visuels, la lumière régule le métabolisme, les habitudes de sommeil et affecte le bien-être général d'une personne. De plus, l'énergie lumineuse peut provoquer une sensation de chaleur. Lorsque la peau est irradiée, des réactions photochimiques se produisent dans le corps qui contribuent au bon métabolisme.

L'ultraviolet a une capacité biologique élevée, ayant une longueur d'onde de 290 à 315 nm. Ces ondes synthétisent la vitamine D dans l'organisme, et sont également capables de détruire le virus de la tuberculose en quelques minutes, le staphylocoque - en un quart d'heure, le bacille de la fièvre typhoïde - en 1 heure.

De manière caractéristique, le temps sans nuage réduit la durée des épidémies émergentes de grippe et d'autres maladies, telles que la diphtérie, qui ont la capacité d'être transmises par des gouttelettes en suspension dans l'air.

Les forces naturelles du corps protègent une personne des fluctuations atmosphériques soudaines: température de l'air, humidité, pression. Cependant, une telle protection est parfois affaiblie, ce qui, sous l'influence d'une humidité élevée, associée à une augmentation de la température, entraîne un choc thermique.

L'exposition au rayonnement est liée au degré de sa pénétration dans le corps. Plus la longueur d'onde est longue, plus le rayonnement est fort. Les ondes infrarouges peuvent pénétrer jusqu'à 23 cm sous la peau, les flux visibles - jusqu'à 1 cm, les ultraviolets - jusqu'à 0,5-1 mm.

Les gens reçoivent toutes sortes de rayons pendant l'activité du soleil, lorsqu'ils séjournent dans des espaces ouverts. Les ondes lumineuses permettent à une personne de s'adapter au monde, c'est pourquoi, pour assurer un bien-être confortable dans les pièces, il est nécessaire de créer les conditions d'un niveau d'éclairage optimal.

Impact humain

L'impact du rayonnement solaire sur la santé humaine est déterminé par divers facteurs. Le lieu de résidence d'une personne, le climat, ainsi que le temps passé sous les rayons directs comptent.

Avec un manque de soleil, les résidents du Grand Nord, ainsi que les personnes dont les activités sont liées au travail souterrain, par exemple les mineurs, connaissent divers troubles de la vie, la résistance des os diminue et des troubles nerveux surviennent.

Les enfants qui reçoivent moins de lumière souffrent plus souvent de rachitisme que les autres. De plus, ils sont plus sensibles aux maladies dentaires et ont également une évolution plus longue de la tuberculose.

Cependant, une exposition trop longue aux ondes lumineuses sans changement périodique du jour et de la nuit peut être préjudiciable à la santé. Par exemple, les résidents de l'Arctique souffrent souvent d'irritabilité, de fatigue, d'insomnie, de dépression et d'une capacité réduite à travailler.

Le rayonnement dans la Fédération de Russie est moins actif que, par exemple, en Australie.

Ainsi, les personnes qui sont sous rayonnement à long terme :

• sont à haut risque de développer un cancer de la peau;
• ont une tendance accrue à sécher la peau, ce qui accélère le processus de vieillissement et l'apparition de la pigmentation et des premières rides ;
• peut souffrir de déficience visuelle, de cataracte, de conjonctivite ;
• ont un système immunitaire affaibli.

Le manque de vitamine D chez l'homme est l'une des causes des tumeurs malignes, des troubles métaboliques, qui entraînent un surpoids, des troubles endocriniens, des troubles du sommeil, un épuisement physique, une mauvaise humeur.

Une personne qui reçoit systématiquement la lumière du soleil et n'abuse pas des bains de soleil, en règle générale, ne connaît pas de problèmes de santé :

• a un travail stable du cœur et des vaisseaux sanguins;
• ne souffre pas de maladies nerveuses;
• a une bonne humeur;
• a un métabolisme normal;
• tombe rarement malade.

Ainsi, seul un apport dosé de rayonnement peut avoir un effet positif sur la santé humaine.

Comment se protéger

Un excès de rayonnement peut provoquer une surchauffe du corps, des brûlures, ainsi que l'exacerbation de certaines maladies chroniques.. Les amateurs de bains de soleil doivent veiller à la mise en place de règles simples :

• bronzer dans des espaces ouverts avec prudence;
• par temps chaud, se cacher à l'ombre sous les rayons épars. Cela est particulièrement vrai pour les jeunes enfants et les personnes âgées atteintes de tuberculose et de maladies cardiaques.

Il ne faut pas oublier qu'il est nécessaire de bronzer dans temps de sécurité jours, et aussi de ne pas être longue durée sous le soleil brûlant. En outre, il convient de protéger la tête des coups de chaleur en portant un chapeau, des lunettes de soleil, des vêtements fermés et en utilisant également divers moyens des coups de soleil.

Le rayonnement solaire en médecine

Les flux lumineux sont activement utilisés en médecine :

• Les rayons X utilisent la capacité des ondes à traverser les tissus mous et le système squelettique ;
• l'introduction d'isotopes vous permet de fixer leur concentration dans les organes internes, de détecter de nombreuses pathologies et foyers d'inflammation;
• la radiothérapie peut détruire la croissance et le développement des néoplasmes malins.

Les propriétés des ondes sont utilisées avec succès dans de nombreux appareils de physiothérapie :

• Les appareils à rayonnement infrarouge sont utilisés pour le traitement thermique des processus inflammatoires internes, des maladies osseuses, de l'ostéochondrose, des rhumatismes, en raison de la capacité des ondes à restaurer les structures cellulaires.
• Les rayons ultraviolets peuvent nuire aux êtres vivants, inhiber la croissance des plantes, supprimer les micro-organismes et les virus.

La valeur hygiénique du rayonnement solaire est grande. Appareils avec rayonnement ultraviolet utilisé en thérapie

• lésions diverses de la peau : plaies, brûlures ;
• infections;
• maladies de la cavité buccale;
• tumeurs oncologiques.

De plus, les radiations ont un effet positif sur le corps humain dans son ensemble : elles peuvent donner de la force, renforcer le système immunitaire et compenser le manque de vitamines.

La lumière du soleil est une source importante vie pleine personne. Une consommation suffisante de celui-ci conduit à une existence favorable de tous les êtres vivants de la planète. Une personne ne peut pas réduire le degré de rayonnement, mais elle peut se protéger de ses effets négatifs.

radiation solaire appelé le flux d'énergie rayonnante du soleil allant à la surface du globe. L'énergie rayonnante du soleil est la principale source d'autres types d'énergie. Absorbé par la surface de la terre et de l'eau, il se transforme en l'énérgie thermique, et dans les plantes vertes - en énergie chimique composés organiques. Le rayonnement solaire est le facteur climatique le plus important et la principale cause des changements climatiques, puisque divers phénomènes se produisant dans l'atmosphère sont associés à l'énergie thermique reçue du soleil.

Le rayonnement solaire, ou énergie rayonnante, est par nature un flux d'oscillations électromagnétiques se propageant en ligne droite à une vitesse de 300 000 km/s avec une longueur d'onde de 280 nm à 30 000 nm. L'énergie rayonnante est émise sous la forme de particules individuelles appelées quanta ou photons. Pour mesurer la longueur des ondes lumineuses, les nanomètres (nm), ou microns, millimicrons (0,001 microns) et anstroms (0,1 millimicrons) sont utilisés. Distinguer les rayons thermiques infrarouges invisibles avec une longueur d'onde de 760 à 2300 nm; rayons lumineux visibles (rouge, orange, jaune, vert, bleu, bleu et violet) avec une longueur d'onde de 400 (violet) à 759 nm (rouge) ; rayons ultraviolets, ou chimiquement invisibles, d'une longueur d'onde de 280 à 390 nm. Les rayons d'une longueur d'onde inférieure à 280 millimicrons n'atteignent pas la surface de la terre, en raison de leur absorption par l'ozone dans les hautes couches de l'atmosphère.

Aux confins de l'atmosphère, la composition spectrale des rayons solaires en pourcentage est la suivante : rayons infrarouges 43 %, lumineux 52 % et ultraviolets 5 %. A la surface de la terre, à une hauteur de soleil de 40°, le rayonnement solaire a (selon N. P. Kalitin) la composition suivante : rayons infrarouges 59 %, lumière 40 et ultraviolets 1 % de toute l'énergie. L'intensité du rayonnement solaire augmente avec la hauteur au-dessus du niveau de la mer, et aussi lorsque les rayons du soleil tombent verticalement, car les rayons doivent traverser une plus petite épaisseur de l'atmosphère. Dans d'autres cas, la surface recevra moins d'ensoleillement, plus le soleil est bas, ou en fonction de l'angle d'incidence des rayons. La tension du rayonnement solaire diminue en raison de la nébulosité, de la pollution air atmosphérique poussière, fumée, etc.

Et tout d'abord, il y a une perte (absorption) des rayons à ondes courtes, puis thermiques et lumineux. L'énergie rayonnante du soleil est la source de vie sur terre des organismes végétaux et animaux et le facteur environnemental le plus important. environnement aérien. Il a une variété d'effets sur le corps, qui à un dosage optimal peuvent être très positifs, et lorsqu'ils sont excessifs (surdosage) peuvent être négatifs. Tous les rayons ont des effets à la fois thermiques et chimiques. De plus, pour les rayons de grande longueur d'onde, l'effet thermique est prédominant, et avec une longueur d'onde plus courte, l'effet chimique.

L'effet biologique des rayons sur l'organisme animal dépend de la longueur d'onde et de leur amplitude : plus les ondes sont courtes, plus leurs oscillations sont fréquentes, plus l'énergie du quantum est grande et plus la réaction de l'organisme à une telle irradiation est forte. Les rayons ultraviolets à ondes courtes, lorsqu'ils sont exposés aux tissus, provoquent des phénomènes d'effet photoélectrique dans ceux-ci avec l'apparition d'électrons et d'ions positifs séparés dans les atomes. La profondeur de pénétration des différents rayons dans le corps n'est pas la même: les rayons infrarouges et rouges pénètrent de quelques centimètres, visibles (lumière) - quelques millimètres et ultraviolets - seulement 0,7-0,9 mm; les rayons inférieurs à 300 millimicrons pénètrent dans les tissus animaux jusqu'à une profondeur de 2 millimicrons. Avec une profondeur de pénétration des rayons aussi insignifiante, ces derniers ont un effet divers et significatif sur l'ensemble de l'organisme.

Radiation solaire- un facteur très biologiquement actif et agissant en permanence, qui est d'une grande importance dans la formation d'un certain nombre de fonctions corporelles. Ainsi, par exemple, par l'intermédiaire de l'œil, les rayons lumineux visibles affectent tout l'organisme des animaux, provoquant des réactions réflexes inconditionnées et conditionnées. Les rayons de chaleur infrarouge exercent leur influence sur le corps à la fois directement et à travers les objets entourant les animaux. Le corps des animaux absorbe et émet lui-même en permanence des rayons infrarouges (échange de rayonnement), et ce processus peut varier considérablement en fonction de la température de la peau des animaux et des objets environnants. Les rayons chimiques ultraviolets, dont les quanta ont une énergie beaucoup plus élevée que les quanta des rayons visibles et infrarouges, se distinguent par la plus grande activité biologique, agissent sur le corps des animaux par les voies humorales et neuroréflexes. Les rayons UV agissent principalement sur les récepteurs externes de la peau, puis affectent par réflexe les organes internes, en particulier les glandes endocrines.

L'exposition prolongée à des doses optimales d'énergie rayonnante entraîne une adaptation de la peau, à sa moindre réactivité. Sous l'influence de la lumière du soleil, la croissance des cheveux, la fonction des glandes sudoripares et sébacées augmentent, la couche cornée s'épaissit et l'épiderme s'épaissit, ce qui entraîne une augmentation de la résistance cutanée du corps. Dans la peau, il se forme des substances biologiquement actives (histamine et substances analogues à l'histamine) qui pénètrent dans la circulation sanguine. Les mêmes rayons accélèrent la régénération cellulaire lors de la cicatrisation des plaies et des ulcères de la peau. Sous l'action de l'énergie rayonnante, notamment des rayons ultraviolets, le pigment mélanine se forme dans la couche basale de la peau, ce qui réduit la sensibilité de la peau aux rayons ultraviolets. Le pigment (tan) est comme un écran biologique qui contribue à la réflexion et à la diffusion des rayons.

L'effet positif des rayons du soleil affecte le sang. Leur impact modéré systématique améliore significativement l'hématopoïèse avec une augmentation simultanée du nombre d'érythrocytes et de la teneur en hémoglobine dans le sang périphérique. Chez les animaux après une perte de sang ou guéris de maladies graves, notamment infectieuses, une exposition modérée au soleil stimule la régénération du sang et augmente sa coagulabilité. A partir d'une exposition modérée au soleil chez les animaux, les échanges gazeux augmentent. La profondeur augmente et la fréquence de la respiration diminue, la quantité d'oxygène introduite augmente, plus de dioxyde de carbone et de vapeur d'eau sont libérés, ce qui améliore l'apport d'oxygène aux tissus et augmente les processus oxydatifs.

Une augmentation du métabolisme des protéines se traduit par une augmentation du dépôt d'azote dans les tissus, ce qui accélère la croissance des jeunes animaux. Une exposition solaire excessive peut entraîner un bilan protéique négatif, en particulier chez les animaux souffrant d'affections aiguës. maladies infectieuses, ainsi que d'autres maladies accompagnées d'une température corporelle élevée. L'irradiation entraîne une augmentation du dépôt de sucre dans le foie et les muscles sous forme de glycogène. Dans le sang, la quantité de produits sous-oxydés (corps acétoniques, acide lactique, etc.) diminue fortement, la formation d'acétylcholine augmente et le métabolisme se normalise, ce qui est particulièrement important pour les animaux très productifs.

Chez les animaux souffrant de malnutrition, l'intensité du métabolisme des graisses ralentit et le dépôt de graisse augmente. Un éclairage intensif chez les animaux obèses, au contraire, augmente le métabolisme des graisses et provoque une augmentation de la combustion des graisses. Par conséquent, l'engraissement semi-gras et gras des animaux doit être effectué dans des conditions de moindre rayonnement solaire.

Sous l'influence des rayons ultraviolets du rayonnement solaire, l'ergostérol présent dans les plantes fourragères et dans la peau des animaux, le déhydrocholestérol est converti en vitamines actives D 2 et D 3, qui améliorent le métabolisme phosphore-calcium; le bilan négatif du calcium et du phosphore se transforme en bilan positif, ce qui contribue au dépôt de ces sels dans les os. La lumière du soleil et l'exposition artificielle aux rayons ultraviolets sont l'un des moyens les plus efficaces méthodes modernes prévention et traitement du rachitisme et d'autres maladies animales associées à une altération du métabolisme du calcium et du phosphore.

Le rayonnement solaire, en particulier les rayons lumineux et ultraviolets, est le principal facteur à l'origine de la périodicité sexuelle saisonnière chez les animaux, car la lumière stimule la fonction gonadotrope de l'hypophyse et d'autres organes. Au printemps, pendant la période d'intensité accrue du rayonnement solaire et de l'exposition à la lumière, la sécrétion des gonades s'intensifie généralement chez la plupart des espèces animales. Une augmentation de l'activité sexuelle chez les chameaux, les moutons et les chèvres est observée avec un raccourcissement des heures de clarté. Si les moutons sont gardés dans des pièces sombres en avril-juin, leur oestrus n'arrivera pas à l'automne (comme d'habitude), mais en mai. Le manque de lumière chez les animaux en croissance (pendant la croissance et la puberté), selon K.V. Svechin, entraîne des changements qualitatifs profonds, souvent irréversibles, dans les glandes sexuelles, et chez les animaux adultes, il réduit l'activité sexuelle et la fertilité ou provoque une infertilité temporaire.

La lumière visible, ou le degré d'éclairage, a un effet significatif sur le développement des œufs, l'œstrus, la saison de reproduction et la grossesse. Dans l'hémisphère nord, la saison de reproduction est généralement courte et dans l'hémisphère sud la plus longue. Sous l'influence de l'éclairage artificiel des animaux, leur durée de gestation est réduite de plusieurs jours à deux semaines. L'effet des rayons lumineux visibles sur les gonades peut être largement utilisé en pratique. Des expériences menées au laboratoire de zoohygiène VIEV ont prouvé que l'éclairement des locaux par un coefficient géométrique de 1: 10 (selon KEO, 1,2-2%) par rapport à l'éclairement de 1: 15-1: 20 et moins (selon KEO, 0,2 -0,5%) affecte positivement l'état clinique et physiologique des truies gestantes et des porcelets jusqu'à l'âge de 4 mois, fournit une progéniture forte et viable. Le gain de poids des porcelets est augmenté de 6% et leur sécurité de 10-23,9%.

Les rayons du soleil, en particulier les ultraviolets, violets et bleus, tuent ou affaiblissent la viabilité de nombreux micro-organismes pathogènes, retardent leur reproduction. Ainsi, le rayonnement solaire est un puissant désinfectant naturel du milieu extérieur. Sous l'influence de la lumière du soleil, le tonus général du corps et sa résistance aux maladies infectieuses augmentent, ainsi que les réactions immunitaires spécifiques (P. D. Komarov, A. P. Onegov, etc.). Il a été prouvé qu'une irradiation modérée des animaux pendant la vaccination contribue à une augmentation du titre et d'autres corps immunitaires, à une augmentation de l'indice phagocytaire et, inversement, une irradiation intense diminue les propriétés immunitaires du sang.

De tout ce qui a été dit, il résulte que le manque de rayonnement solaire doit être considéré comme une condition externe très défavorable pour les animaux, dans laquelle ils sont privés de l'activateur le plus important des processus physiologiques. Dans cette optique, les animaux doivent être placés dans des pièces assez lumineuses, faire régulièrement de l'exercice et gardés au pâturage l'été.

Le rationnement de l'éclairage naturel dans les locaux s'effectue selon des méthodes géométriques ou d'éclairage. Dans la pratique de la construction de bâtiments d'élevage et de volaille, la méthode géométrique est principalement utilisée, selon laquelle les normes d'éclairage naturel sont déterminées par le rapport de la surface des fenêtres (verre sans cadres) à la surface au sol. Cependant, malgré la simplicité de la méthode géométrique, les normes d'éclairement ne sont pas définies avec précision à l'aide de celle-ci, car dans ce cas, elles ne tiennent pas compte des caractéristiques lumineuses et climatiques des différentes zones géographiques. Pour déterminer plus précisément l'éclairage dans les locaux, ils utilisent la méthode d'éclairage ou la définition facteur de lumière du jour(KEO). Le coefficient d'éclairement naturel est le rapport entre l'éclairement de la pièce (le point mesuré) et l'éclairement extérieur dans le plan horizontal. KEO est dérivé de la formule :

K = E:E n ⋅100%

Où K est le coefficient de lumière naturelle ; E - éclairage dans la pièce (en lux); F n - éclairage extérieur (en lux).

Il faut garder à l'esprit que l'utilisation excessive du rayonnement solaire, en particulier les jours de forte insolation, peut causer des dommages importants aux animaux, notamment des brûlures, des maladies oculaires, des insolations, etc. La sensibilité au soleil augmente considérablement dès l'introduction dans le corps des soi-disant sensibilisants (hématoporphyrine, pigments biliaires, chlorophylle, éosine, bleu de méthylène, etc.). On pense que ces substances accumulent des rayons à ondes courtes et les transforment en rayons à ondes longues avec l'absorption d'une partie de l'énergie libérée par les tissus, ce qui augmente la réactivité des tissus.

Les coups de soleil chez les animaux sont plus souvent observés sur les zones du corps délicates, peu poilues, à la peau non pigmentée suite à une exposition à la chaleur (érythème solaire) et aux rayons ultraviolets (inflammation photochimique de la peau). Chez les chevaux, les coups de soleil sont notés sur les zones non pigmentées du cuir chevelu, des lèvres, des narines, du cou, de l'aine et des membres, et chez les bovins sur la peau des mamelles et du périnée. Dans les régions du sud, les coups de soleil sont possibles chez les porcs de couleur blanche.

Fort lumière du soleil peut provoquer une irritation de la rétine, de la cornée et des membranes vasculaires de l'œil et endommager le cristallin. Avec un rayonnement prolongé et intense, une kératite, une opacification du cristallin et une perturbation de l'accommodation de la vision se produisent. La perturbation de l'hébergement est plus souvent observée chez les chevaux s'ils sont gardés dans des écuries avec des fenêtres basses orientées au sud, contre lesquelles les chevaux sont attachés.

L'insolation survient à la suite d'une surchauffe forte et prolongée du cerveau, principalement par les rayons infrarouges thermiques. Ces derniers pénètrent le cuir chevelu et le crâne, atteignent le cerveau et provoquent une hyperémie et une augmentation de sa température. En conséquence, l'animal apparaît d'abord oppression, puis excitation, les centres respiratoires et vasomoteurs sont perturbés. On note une faiblesse, des mouvements non coordonnés, un essoufflement, un pouls rapide, une hyperémie et une cyanose des muqueuses, des tremblements et des convulsions. L'animal ne reste pas debout, tombe au sol; les cas graves se terminent souvent par la mort de l'animal avec des symptômes de paralysie du cœur ou du centre respiratoire. L'insolation est particulièrement grave si elle est associée à un coup de chaleur.

Pour protéger les animaux des rayons directs du soleil, il est nécessaire de les maintenir à l'ombre aux heures les plus chaudes de la journée. Pour prévenir les coups de soleil, en particulier chez les chevaux au travail, des frontales en toile blanche sont portées.